[发明专利]SSD内部数据的存储管理方法、装置、存储介质及SSD设备

说明书

本发明涉及数据存储技术领域，提供一种SSD内部数据的存储管理方法、装置、存储介质及SSD设备，该方法包括：在接收到SSD内部数据的写入请求时，将SSD内部数据写入磁盘内部的物理地址扩展区域；物理地址扩展区域位于NAND闪存中除用户可访问的物理地址空间以外的冗余地址空间，目标逻辑地址位于逻辑地址扩展区域，逻辑地址扩展区域为与物理地址扩展区域具有映射关系的逻辑地址区域；在闪存转换层中配置内部映射表，保存写入SSD内部数据的目标逻辑地址与物理地址之间的映射关系。本发明通过NAND闪存同时存储用户数据和SSD内部数据来降低硬件成本，提升SSD固件在处理SSD内部数据时用户数据访问性能。

技术领域

本发明涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种SSD内部数据的存储管理方法、装置、存储介质及SSD设备。

背景技术

在 LBA (Logical Block Addressing，逻辑块寻址模式)模式下，SSD硬盘上的一个数据区域由它所在的磁头、柱面（也就是磁道）和扇区所唯一确定。早期系统就是直接使用磁头柱面和扇区来对硬盘进行寻址（这称为CHS寻址），这需要分别存储每个区域的三个参数，称为3D参数，使用时再分别读取三个参数，然后送到磁盘控制器去执行。由于系统用8b来存储磁头地址，用10b来存储柱面地址，用6b来存储扇区地址，而一个扇区共有512B，这样使用CHS寻址一块硬盘的最大容量为256 * 1024 * 63 * 512B = 8064 MB，1MB =1048576B，若按1MB=1000000B近似来算就是8.4GB。随着硬盘技术的进步，硬盘容量越来越大，CHS模式无法管理超过8064 MB的硬盘，因此工程师们发明了更加简便的LBA寻址方式。在LBA地址中，地址不再表示实际硬盘的实际物理地址（柱面、磁头和扇区）。LBA编址方式将CHS这种三维寻址方式转变为一维的线性寻址，它把硬盘所有的物理扇区的C/H/S编号通过一定的规则转变为一线性的编号，在访问硬盘时，由硬盘控制器将这种逻辑地址转换为实际硬盘的物理地址，使得系统效率得到大大提高。

目前，通过LBA寻址方式实现SSD用户数据存储，但是SSD磁盘本身在运行时也需要保存一下磁盘本身运行时产生的数据，例如磁盘非易失性存储颗粒当前的寿命，磁盘运行时记录的一些关键日志信息，这些信息有的用于磁盘返厂进行错误分析，有的决定磁盘后续固件运行的逻辑，例如记录哪些数据是冷数据，哪些数据是热数据，将冷热数据的存储地址进行交换，这样保证用户数据存储的数据不会丢失也能延长磁盘的使用寿命。因此，磁盘运行过程中的一些内部数据也需要有保存的机制。

现有技术中有以下几种常用的SSD内部数据的管理方法，第一种方式是将SSD日志连续存放在固定的物理位置中，并将存放的位置信息返回给访问者，这种管理的缺陷是SSD的固件FW需要额外维护存放这些信息的逻辑代码，加大了固件的复杂度和代码的开销，而返回的额外信息又需要考虑下电的情况下信息如何保存的问题。另一种是将日志分类分别存放在不同介质中，即用户数据存储在SSD磁盘的NAND Flash上，而磁盘内部产生的内部数据单独采用另外一种存储颗粒例如SPI Flash，将内部数据存储在SPI Flash上以和用户数据天然隔离，但是这势必带来额外的硬件成本开销。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的SSD内部数据的存储管理方法、装置、存储介质及SSD设备。

本发明的一个方面，提供了一种SSD内部数据的存储管理方法，所述方法包括：

在接收到SSD内部数据的写入请求时，将SSD内部数据写入磁盘内部的物理地址扩展区域，所述写入请求中包括SSD内部数据的目标逻辑地址；

其中，物理地址扩展区域位于NAND 闪存中除了用户可访问的物理地址空间以外的冗余地址空间，目标逻辑地址位于逻辑地址扩展区域，所述逻辑地址扩展区域为与所述物理地址扩展区域具有映射关系的逻辑地址区域；

在闪存转换层中配置内部映射表，所述内部映射表用于保存写入SSD内部数据的目标逻辑地址与物理地址之间的映射关系。